【正文】 n ,讀的時候把要讀的那個 DS18B20掛在總線上 , 讀完后再換另一個 , 同時記錄每個 DS18B20 的序列號。 單總線訪問 DS18B20 時的一線工作協(xié)議流程 ： 初始化總線上所有器件 —— 對ROM 發(fā)操作指令 —— 發(fā)存儲器操作指令 —— 數(shù)據(jù)處理。 用 DS18B20 為溫度傳感器有許多優(yōu)點 ,但實際應(yīng)用的時候 ,由于 DS18B20 采用的是 1Wire 總線協(xié)議方式 ,即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸 ,因此 ,對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。所以我們選用美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的數(shù)字輸出 IC 溫度傳感器 DS18B20 ,其特性如下 ： 獨特的單線接口方式 ： DS18B20 與微處理器連接時僅需要一條口線就可以實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 變頻器 PID 壓力傳感器 變頻器內(nèi) 置 水泵電機 出口壓力 PLC 設(shè)定值 在使用中不需要任何外圍元件 可用數(shù)據(jù)線供電 ,電壓范圍 ： +～ + 測溫范圍 ： 55～ +125℃ 通過編程可實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字讀數(shù)方式 ,分辨率可達(dá) ℃ 12 位精度的最大轉(zhuǎn)換時間為 750 ms 用戶可自設(shè)定非易失性的報警上下限值 支持多點組網(wǎng)功能 ,多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上 ,實現(xiàn)多點測溫 負(fù)壓特性 ,電源極性接反時 ,溫度計不會因發(fā)熱而燒毀 ,但不能正常工作 每個 DS18B20 都分配了一個獨一無二的 64 位序列碼 ,允許多個 DS18B20 上工作在同一條一線總線上 ,從而減少了系統(tǒng)傳感器接口。變送器由 WYJ 穩(wěn)壓電源供給 ～ 30VDC 電壓 ,能夠準(zhǔn)確地將出水口的壓力信號線性地轉(zhuǎn)換成 4～ 20mA DC 標(biāo)準(zhǔn)信號。 壓力變送器選型 壓力檢測元件采用 E+H 公司的 PMC133 型壓力變送器。其工作原理是 ： 介質(zhì)壓力直接作用于陶瓷膜片 ,使測量膜片產(chǎn)生偏移。變送器將采集的溫度、壓力等物理量轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號并傳送給可編程控制器進行數(shù)據(jù)處理。 圖 5 變頻器接線 原理 圖 傳感器與變送器 這一部分是控制系統(tǒng)的底層，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理和變送等工作。 變頻器和 PLC的聯(lián)系，是靠硬件電器來聯(lián)接的，具體參數(shù)的聯(lián)系都是與上位機的通訊來實現(xiàn)的，選用的 s7200PLC和 Asc601變頻器均有內(nèi)置的 Rs485接口。 整個變頻器端子示意圖如圖 4。 (4)U、 V、 W為接三相異步電動機。 (2)RO2： 為 數(shù)字量輸出口，變頻器運行指示。 PE R S T PE U V W DI1 +24V AI2+ AI2 PLC 接電機 KA 1 變頻器 內(nèi) 置 PID (3)。 變頻器輸入輸出接口 本系統(tǒng)選用的變頻器為 ABB公司的 Acs60l系統(tǒng)，針對本系統(tǒng)的應(yīng)用情況，可將變頻器端子上的信號分為 ： 1 輸入信號 ： (1)控制變頻器運行的啟停信號 DI1—— PLC的 KA1。 變頻器反饋的電機頻率信號，電機頻率信號是 010V的電壓信號。 對 于變頻器，需要一個中間繼電器來控制變頻器的通斷，來實現(xiàn)變頻器的運行和停止 ； 此外，對于電動機的熱保護繼電器輸入，報警指示輸出既需要 3個端口顯示哪一 部分 電機故障，也需要一個輸出端子進行蜂鳴器報警輸出。 和變頻器故障輸入信號。 PLC輸入輸出端口地址的分配 見附錄一 。 兩組采用循環(huán)使用的方式運行，自動控 制系統(tǒng)可以根據(jù)運行時間的長短來調(diào)整選擇不同的機組運行。 PLC配置 PLC的開關(guān)量輸入、輸出點 PLC的輸入、輸出點數(shù)的確定根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計要求和所需控制的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)量加以確定。如此 PLC總共有 30個數(shù)字信號輸入， 26個數(shù)字信號輸出，以及 4個模擬輸入信號， 4個模擬輸出信號。 EM235模塊可以針對不同的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號，通過 DIP開關(guān)進行設(shè)置。該模塊有4個模擬輸入 (AIW)， 1個模擬輸出 (AQW)信號通道。 此外，為了方便的將管網(wǎng)壓力信號、電機頻率信號和同相比較信號傳輸 給 PLC。 根據(jù)控制系統(tǒng)實際所需端子數(shù) 目，考慮 PLC端子數(shù)目要有一定的預(yù)留量，為以后新設(shè)備的介入或設(shè)備調(diào)整留有余地，因此選用的 S7200型 PLC的主模塊為CPU224XPCN，其開關(guān)量輸出 (DQ)為 10點，輸出形式為 AC220V繼電器輸出 ； 開關(guān)量輸入為 14點，輸入形式為 +24V直流輸入。 S7200型 PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，具有較高的性能 /價格比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。本系 統(tǒng)采用集中控制，分為 三部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 3所示。如果 PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可直接在控制柜上 通過控制面板進行啟 /?？刂?，原有的手動控制部分 (操作臺部分 )均予保留，一旦變頻控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可自動或手動轉(zhuǎn)為原有的手動方式控制，從而可避免造成供暖中斷，切實保證供暖正常。 所有變頻器均安裝在變頻控制柜內(nèi)，置于變頻控制室， 操作變頻控制柜的面板，可實現(xiàn)就地控制。對于 4臺循環(huán)泵， 給其中兩臺容量較大的電機 配置兩臺變頻器， 另外容量較小的電機不配備變頻器， 作為備用。 總體設(shè)計思路 針對鍋爐房的現(xiàn)狀，本系統(tǒng)對鍋爐房的鼓風(fēng)機、循環(huán)泵、補水泵等設(shè)備進行變頻改造。 (3)檢測功能 系統(tǒng)通過安裝在鍋爐現(xiàn)場的各類傳感器，可檢測出水溫度、回水溫度、出水流量、回水壓力、出水壓力、 補 水流量、循環(huán) 水 泵壓力等參數(shù)，并可以將這些數(shù)據(jù)通過變送器傳送到可編程控制器處理，所有參數(shù)均可在 操作臺 顯示 器 上顯示出來。 (2)單動 /聯(lián)動模式 本系統(tǒng)工作在單動 /聯(lián)動兩種工作模式下。通過操作臺和可編程控制器對鍋爐系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、爐排電機、循環(huán)泵和補水泵實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 第四章 鍋爐控制系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)功能分析 本文針對鍋爐 進行 變頻改造，設(shè)計一套基于變頻調(diào)速技術(shù)的鍋爐系統(tǒng)。 變頻調(diào)速在供暖鍋爐系統(tǒng)中的應(yīng)用 由于變頻調(diào)速可以實現(xiàn)電機無級調(diào)速，具有異步電機調(diào)壓調(diào)速和串級調(diào)速無可比擬的優(yōu)越性，在鍋爐系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 整流器 濾 波 逆變器 濾波 逆變器 直流 u1f1 交流 VV VF 交流 u2f2 交流 u1f1 交流 u2f2 VVVF 圖 2 變頻器種類 (1)交 直 交變頻器 它是由三個環(huán)節(jié)組成 ： 可控硅整流電路，其作用是將定頻率的交流電變?yōu)殡妷?可調(diào)的直流電 ； 可控硅逆變電路，其作用是將整流電路輸出的直流電變換為頻率可調(diào)的交流電 ； 濾波環(huán)節(jié)，它在整流電路和逆變電路之間，一般是利用無電源電容或電抗器對整 流后的電壓或電流進行濾波。 實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓的電路有兩種 ： 交 直 交變頻器，交 交變頻器見圖 2。通過改變電動機工作電源頻率達(dá)到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。 水泵多配用交流異步電機拖動，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速降低時，既可節(jié)約能量，經(jīng)濟效益十分顯著。變頻調(diào)速器作為該技術(shù)的主要應(yīng)用產(chǎn)品經(jīng)過幾代技術(shù)更新，己日趨完善，能夠適應(yīng)較為惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，目能提供較為完善的控制功能，能滿足各種生產(chǎn)設(shè)備異步電動機調(diào)速的要求。因此我們選擇第二種方案。提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，安全性。不僅可以消除掉它原來存在的所有缺陷，而且增加了故障檢修功能，可以在發(fā)生故障的部位進行報警。所以不在此處選用。 對于如何供 暖鍋爐的基本功能和它存在的缺陷等問題提出兩種改造方案 。目前，風(fēng)機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。 圖 1 總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 整體方案選擇 以往 供暖鍋 爐系統(tǒng)中帶有循環(huán)泵、補水泵等水泵類 的 設(shè)備， 通常是 根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用 直接調(diào)整 調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進行流量、壓 用 戶 回水 補水 箱 補 水泵 鼓風(fēng)機 循環(huán) 水泵 鍋 爐 自來水 力、水位等信號的控制。 當(dāng) 回水不足以維持供熱所需的水時。 補水箱內(nèi)的水由兩路提供。 PLC編程簡單，易于通信和聯(lián)網(wǎng)，用于水暖鍋爐控制能提高性能價格比，如果從長遠(yuǎn)觀點看，其壽命長，故障率低，易于維修， 所以 選用 [1]。 系統(tǒng) 由 可編程邏輯控制器 ( PLC)、變頻器組成，能完成對給水、鼓風(fēng)等 過程進行自動控制，使鍋爐的水位、蒸汽壓力保持在規(guī)定的數(shù)值上，以保證鍋爐的安全運行，達(dá)到降低能耗、提高供 暖 質(zhì)量的目的，同時對運行參數(shù)如壓力、溫度等進行顯示，還可對水位、壓力、爐溫等 參數(shù) 越限 時 報警，發(fā)出聲光信號。 目前 供暖鍋爐 大都采用人工監(jiān)控，一方面浪費人力；另一方面在出現(xiàn)事故隱患時 ， 操作人員難以 及時 發(fā)現(xiàn)， 很容 易造成 運行中 設(shè)備 的 事故。在傳統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化改造中發(fā)揮著越來越重要的作用。 可編程邏輯控制器 (PLC)既能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng) ,又具有擴展各種輸入輸出模塊 ,如 A/D模塊、熱電偶熱電阻模塊 ,構(gòu)成多功能控制系統(tǒng)。鍋爐作為一個設(shè)備總體，有許多被控制量與控制量，許多參數(shù)之間明顯地存在著復(fù)雜的關(guān)系。 on the one hand through the console it can municate with the PLC, to receive control mands from managers. On the other hand it municate with the variable frequency Speedregulating, to fulfilled such as starting and stopping pump motor control and speed settings, the operator at console can find out at the scene of the operation of each boiler to fans, pumps and other motor control to start and stop. at any time. Key words： boiler control, variable frequency Speedregulating, PLC technology 目 錄 第一章 緒論 .................................... 1 第二章 供暖鍋爐改造設(shè)計思路 ....................... 2 供暖鍋爐改造設(shè)計要求 ................................. 2 鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ..